A DRAGAGEM E OS IMPACTOS AO MEIO AMBIENTE

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1 A DRAGAGEM E OS IMPACTOS AO MEIO AMBIENTE Ulysses Barbosa Gomes de Oliveira Rio de Janeiro 2010

2 ULYSSES BARBOSA GOMES DE OLIVEIRA Aluno do Curso de Tecnologia em Construção Naval Matrícula A DRAGAGEM E OS IMPACTOS AO MEIO AMBIENTE Trabalho de Conclusão de Curso, TCC, apresentado ao Curso de Graduação em Tecnologia em Construção Naval, da UEZO, como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Tecnólogo em Construção Naval, sob a orientação do Prof. Érico Vinícius Haller dos Santos da Silva. Rio de Janeiro Dezembro de 2010

3 ii A DRAGAGEM E OS IMPACTOS AO MEIO AMBIENTE Elaborado por Ulysses Barbosa Gomes de Oliveira Aluno do Curso de Tecnologia em Construção Naval da UEZO Este trabalho de Graduação foi analisado e aprovado com Grau:... Rio de Janeiro, 21 de Dezembro de Prof. Carlos Alberto Martins Ferreira D.Sc Prof. Humberto Antônio Ramos Rocha Prof. Érico Vinícius Haller dos Santos da Silva Presidente RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL DEZEMBRO DE 2010

4 iii AGRADECIMENTOS É através de singelas palavras, que venho repousar meus sinceros agradecimentos. Aos meus pais, amigos, orientador Érico Haller, professores e aqueles que já se foram, mas continuam presentes no coração e no pensamento. Não há palavras para expressar o quanto substancial é poder chegar ao final de uma caminhada, e nesta encontrar pessoas, de braços estendidos, prontas para te confortar e lhe dar um abraço apertado. Uma caminhada, que apesar de tortuosa em certos trechos, foi capaz, não só de me permitir a vencer obstáculos, mas também de embarcar em uma busca de autoconhecimento. Os traços de menino vão sendo deixados para trás e os de homem começam a se moldar, caracterizando o espetáculo de uma nova fase. Quantos romances não foram lidos e quantas palavras não foram rabiscadas em um canto do papel? E, é assim que encerro tal agradecimento. Pois é com esta indagação, que mantenho à incessante vontade de aprender, que meus avós Manoel Gomes de Oliveira Filho e Nesme Abrahão Gomes de Oliveira, apesar de não mais se encontrarem fisicamente ao meu lado, plantaram em meu peito.

5 iv DEDICATÓRIA Dedico este trabalho aos meus pais, Ulysses Gomes de Oliveira e Eliete Barbosa Gomes de Oliveira, às minhas amigas irmãs, Gysele Martins, Tailand Amorim e Nadia Amaral, às minhas primas, Natália Stelling e Roberta Thomé, às minhas madrinhas Rosimeri Alonso Barbosa e Lúcia Herdy, às minhas tias Alaize Reis, Claudia Márcia Alonso Barbosa e Rita de Cássia Gomes de Oliveira, aos meus abençoados e bondosos avós, que já não se encontram neste plano físico e aos meus amigos espirituais, que me ajudaram com a calma, a paciência, e principalmente, a inspiração necessária para a conclusão deste trabalho.

6 v EPÍGRAFE É preciso fazer bem tudo quanto se faz, ainda que seja uma loucura. Honoré de Balzac

7 vi RESUMO O principal objetivo deste estudo é explicar questões pertinentes à dragagem e demonstrar os tipos de operações existentes e os processos envolvidos na realização destas atividades. Além de expor o comportamento dos materiais dragados, e possíveis contaminantes presentes nestes, que se manejados e dispostos incorretamente, trazem para o meio ambiente diversos riscos. Os principais impactos ambientais ocasionados pela realização das operações de dragagem não ficam apenas limitados ao meio ambiente marinho. Os resultados levantados pelo estudo, também, enfatizam os impactos ambientais que o meio terrestre está sujeito, devido à incorreta disposição dos sedimentos dragados. A metodologia da pesquisa se guiou pela análise e investigação bibliográfica de renomados autores e literaturas técnicas, que prezam não só pelas questões que envolvem a dragagem, mas também pelo impacto ambiental que esta pode acarretar ao meio ambiente, seja este marinho ou terrestre. Palavras-chave: dragagem, materiais dragados, impactos ambientais, meio ambiente.

8 vii SUMÁRIO Página CAPÍTULO INTRODUÇÃO... 1 CAPÍTULO A APLICAÇÃO E EVOLUÇÃO DA DRAGAGEM... 3 CAPÍTULO OPERAÇÕES DE DRAGAGEM DRAGAGEM DE APROFUNDAMENTO OU VIRGEM DRAGAGEM DE MANUTENÇÃO DRAGAGEM DE RECUPERAÇÃO AMBIENTAL OU ECOLÓGICA DRAGAGEM DE MINERAÇÃO DRAGAGENS ESPECIAIS DRAGAGENS PARA ATERROS HIDRÁULICOS... 9 CAPÍTULO PROCESSOS DE DRAGAGEM PROCESSOS MECÂNICOS DE DRAGAGEM... 11

9 viii Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba (Grab or Clamshell Dredges) Escavadeiras frontais (Dipper Dredges) ou Retroescavadeiras (Hoes) Pás de arrasto (Draglines) Dragas de Alcatruzes (Bucket Dredges) PROCESSOS HIDRÁULICOS DE DRAGAGEM Dragas Autotransportadoras de Arrasto (AT) Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador (SR) PROCESSOS PNEUMÁTICOS DE DRAGAGEM CAPÍTULO A SELEÇÃO DOS EQUIPAMENTOS CAPÍTULO ASPECTOS AMBIENTAIS CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL DRAGADO CONTAMINANTES NO MATERIAL DRAGADO IMPACTOS AMBIENTAIS DIRETOS E INDIRETOS DA DRAGAGEM Dispersão e deposição de sedimentos ressuspendidos Resultados da alteração batimétrica... 32

10 ix Efeitos de mudanças na configuração de linha da costa Perda de habitats de fundo e recursos pesqueiros Ruído gerado pelas dragas em operação IMPACTOS GERADOS PELO MANEJO DO MATERIAL DRAGADO Despejo em mar aberto ou nas margens Despejo em terra Formação de praias ribeirinhas CAPÍTULO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 43

11 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO O transporte marítimo tem uma importante função, em se tratando da busca cada vez maior do homem pela conquista de novos mercados e meios de acesso a locais, até então intransponíveis. Desta forma, a dragagem contribui significativamente, ao proporcionar não só as ferramentas necessárias para a conquista de novos territórios, mas também de permitir que embarcações cada vez maiores e mais robustas distribuam e locomovam, por entre vários pontos do globo terrestre, mercadorias e pessoas. É importante salientar, que as atividades de dragagem não ficam restritas a uma simples definição de desobstrução e limpeza das vias navegáveis, uma vez que, também, parte do material, originado da dragagem, pode ser aproveitada economicamente, como por exemplo, a utilização dos sedimentos dragados para a construção de aterros (rodovias, aeroportos, etc); além de operações específicas, que visam à extração de pedras preciosas. Todavia, o local que será dragado deverá ser cuidadosamente analisado, pois é através do levantamento de determinados aspectos, como constituição do solo marinho e seus possíveis contaminantes, que se poderão antever futuros impactos ambientais. A monografia está formada por sete capítulos. O primeiro capítulo é constituído da parte introdutória. Demonstra uma visão geral do trabalho, os objetivos, a justificativa e a contribuição de tal estudo. O segundo capítulo apresenta as definições que a dragagem pode assumir e a sua evolução, conforme as obras realizadas desde a antiguidade até a utilização de avançados equipamentos para se efetuar a dragagem. O terceiro capítulo caracteriza os diversos tipos de operações de dragagem, analisando suas finalidades e os resultados que poderão ser obtidos.

12 O quarto capítulo aborda os principais processos de dragagem existentes, segundo alguns autores. Neste capítulo é visto os perfis esquemáticos das dragas, ou seja, a sua configuração estrutural; além de algumas funções desempenhadas por estas. O quinto capítulo faz uma breve análise a respeito da escolha das tecnologias adequadas para a seleção apropriada dos equipamentos, que serão usados para a remoção dos sedimentos de um determinado meio natural, onde se encontram arranjados. O sexto capítulo relata a constituição do material dragado e seus possíveis contaminantes, os impactos ambientais (aquáticos e terrestres) gerados pela ação das dragas e pelo manejo incorreto dos sedimentos dragados. Outrossim, mostrando, sucintamente, alguns métodos de despejo do material dragado no mar. O sétimo capítulo é constituído da conclusão deste trabalho. Destacou-se a importância da dragagem, ao que diz respeito à necessidade de moldar os espaços físicos, para que estes contribuam com uma maior navegabilidade e segurança das embarcações, cada vez maiores em calado e tamanho. Além de elucidar a importância de estudos das áreas que serão modificadas pela dragagem, a fim de facilitar operações posteriores, e consequentemente, minimizar os impactos ambientais.

13 3 CAPÍTULO 2 A APLICAÇÃO E EVOLUÇÃO DA DRAGAGEM A dragagem consiste no processo de remoção e/ou relocação de solos e sedimentos do fundo de um curso d água qualquer. Atua não só na necessidade contínua de aprofundamento e alargamento de canais, portos, lagos ou rios, mas também em aterrar pântanos, charcos e áreas alagadas, para serem empregados como terra firme; e utilizando um tipo especial de embarcação, denominada draga. Todavia, a dragagem com o passar das décadas adquiriu uma maior importância e consequentemente tornou-se mais extensiva. Segundo Soares (2006), a evolução das metodologias de dragagem possibilitou uma ação de maior âmbito tornando-se mais abrangente e, até mesmo, imprescindível, em obras que necessitam de aterros especiais, na exploração industrial de depósitos naturais de minerais, pedras preciosas e recursos marinhos de valor comercial ou, ainda, em dragagens de recuperação do meio ambiente aquático. Os trabalhos de dragagem vêm evoluindo desde a mais remota antiguidade, sendo alguns destes: abertura de canais para a navegação entre os Sumérios, que datam de anos antes de Cristo (MARTINS, 1974), construção do Grande Canal da China, cujas obras se iniciaram em 7 a.c. e terminaram aproximadamente em 1280d.C; abertura do canal da Babilônia, realizando a união entre os Rios Tigre e Eufrates e determinada por Nabucodonosor em 600 a.c. (BRAY, 1997; Compton s Encyclopedia, 1998); execução de aterros hidráulicos na Holanda no século XIII (MARTINS, 1974). Na Europa, os pioneiros na construção de canais foram os italianos, não obstante os franceses prezam pela quantidade e extensão de seus canais. Até a década de 1970, a navegação astronômica e marcadores colocados nas margens do rio eram utilizados para guiar os trabalhos das dragas. Atualmente, as dragas modernas fazem uso de informações de satélites e computadores para o auxílio de abertura e escavação de canais. O Sistema de Posicionamento Global Diferencial (DGPS) é capaz de calcular o local da dragagem do canal, além de fornecer informações a respeito do

14 4 canal. Tudo isto permite uma economia de tempo e dinheiro e a realização de uma dragagem mais eficiente.

15 5 CAPÍTULO 3 OPERAÇÕES DE DRAGAGEM As operações de dragagem são classificadas de acordo com suas carcaterísticas e finalidades, envolvendo o processo de dragagem. A literatura técnica livros e periódicos - (USEPA,1994; GE Study Report, 1998; TORRES, 2000; GOES FILHO, 2004; SOARES, 2006) coloca em evidência as seguintes operações: Dragagem de Aprofundamento ou Virgem; Dragagem de Manutenção; Dragagem de Recuperação Ambiental ou Ecológica; Dragagem de Mineração; Dragagens Especiais; Dragagens para Aterros Hidráulicos. 3.1 DRAGAGEM DE APROFUNDAMENTO OU VIRGEM Diz-se que uma dragagem é virgem, devido ao leito aquático nunca ter sido dragado anteriormente. Com isso, o solo marinho apresenta uma grande coesão entre suas partículas. E, desta forma, os equipamentos utilizados para a realização desta operação são mais robustos. É executada para criação, ampliação ou aprofundamento de canais de

16 6 navegação, bacias de evolução 1 e em outras obras de engenharia, tal como: implantação de áreas aterradas, seja para fins portuários ou industriais. Alguns pontos que caracterizam este tipo de operação são (GOES FILHO, 2004): Movimentação de grandes quantidades de material dragado. Remoção de solos compactos; Dragagem de camadas de solo não alteradas; Baixa presença de contaminantes; Camadas com espessuras consideráveis para se dragar; Atividades não repetitivas de dragagem. 3.2 DRAGAGEM DE MANUTENÇÃO A dragagem de manutenção é executada, periodicamente, em locais anteriormente dragados, visando restabelecer total ou parcialmente as condições originalmente licenciadas, ou seja, mantendo as dimensões de projeto dos portos e dos canais de navegação. Ocorre a remoção do assoreamento originado de um processo natural e verificado durante o período em que não se processa a dragagem, tornando esta remoção facilitada, devido à coesão entre as partículas recentemente assentadas no solo marinho não serem tão coesas. De uma forma geral, a dragagem de manutenção consiste numa técnica posterior a dragagem de aprofundamento. Suas principais características são (GOES FILHO, 2004): 1 Local previamente instalado nas proximidades do cais, dotado de profundidades e dimensões adequadas, cuja finalidade é fundear (atracar) e manobrar as embarcações.

17 7 Variabilidade em relação à quantidade de material a ser dragado; A remoção de solos não compactos; A possível presença de materiais contaminados; Ocorrência mais frequente em canais de navegação e portos; Atividade repetitiva e rotineira. 3.3 DRAGAGEM DE RECUPERAÇÃO AMBIENTAL OU ECOLÓGICA A dragagem de recuperação ambiental, também chamada de dragagem sanitária, faz o uso de procedimentos rigorosos, tanto na própria operação de dragagem, como no transporte do material contaminado e sua futura disposição, apresentando como objetivo principal à melhoria das condições ambientais e consequentemente a proteção da saúde humana. São utilizadas dragas ecológicas para fazerem a remoção de materiais contaminados, presentes no fundo do meio aquático ou dispersos na linha d água (vazamentos acidentais de petróleo e seus derivados). Os seguintes fatores a serem observados para que haja a eficiência deste tipo de operação, são (GOES FILHO, 2004): Redução da dispersão de sedimentos contaminados para as áreas adjacentes ao sítio de dragagem;

18 8 O rejeito de dragagem (tanto água, quanto sedimentos) precisa ser manejado, tratado e despejado de modo seguro do ponto de vista ambiental; Conclusão da operação deve ocorrer no menor tempo possível, acarretando em máxima remoção de sedimentos contaminados, e mínima remoção de sedimentos limpos. A dragagem ecológica consiste, assim, em uma remoção cuidadosa do material contaminado, e constantemente associada a um programa de tratamento, reutilização e relocação do mesmo. Apresenta como características mais usuais: Volumes reduzidos de dragagem, quando comparada aos outros tipos de operação; Presença de materiais com alto grau de contaminação; Remoção de solos leves e não compactados; Atividade com propensão não repetitiva. 3.4 DRAGAGEM DE MINERAÇÃO A dragagem de mineração é utilizada para efeito de exploração e aproveitamento econômico dos recursos minerais, tais como: areias ilmenite, zircão e rutilo -, argila e cascalho (serventia em indústrias e na construção civil). Outrossim, empregada em aluviões fluviais para extração de ouro, diamantes e outras pedras preciosas.

19 9 3.5 DRAGAGENS ESPECIAIS Este tipo de dragagem consiste em utilizar equipamentos devidamente adaptados para casos, onde há a necessidade de: dragagens em grandes profundidades, remoção de escombros - que possam de alguma forma estar interferindo na dinâmica do corpo aquático -, recuperação de achados, dentre outras operações especiais. Pode-se, ainda, somar a este tipo de dragagem, o trabalho de equipamentos robotizados e a ação de mergulhadores, conferindo, por conseguinte, uma maior eficiência da operação. 3.6 DRAGAGENS PARA ATERROS HIDRÁULICOS As dragas hidráulicas ou mecânicas possuem a função de transferir o material das jazidas submersas para a área que se deseja aterrar. O sedimento retirado do fundo marinho pode ser armazenado tanto em batelões acostados a contrabordo da embarcação, quanto em cisternas presentes na própria draga. Os aterros hidráulicos podem ser realizados para a construção do leito de rodovias em locais de configuração pantanosa, formação de diques, engordamento 2 de praias, recuperação de áreas submersas, ou ainda, para reurbanização de zonas costeiras. Na Figura 2.1 pode-se observar o jateamento da mistura, água mais sedimentos, na região costeira de uma ilha localizada no Reino Unido. 2 Considerada a forma mais econômica para a reposição de praias, através da utilização do material dragado do fundo do mar.

20 10 FIGURA Ilustração da draga autotransportadora de arrasto Sospan Dau, realizando o engordamento da Ilha Hayling no Reino Unido Fonte: acessado em 19/10/2010

21 11 CAPÍTULO 4 PROCESSOS DE DRAGAGEM O homem como um ser em constante evolução, busca a transformação do meio em que vive, para que consiga satisfazer suas necessidades (alimentação, moradia, prosperidade econômica, etc.). Logo, a transposição dos obstáculos determinados pela natureza é um grande fator motivacional em relação ao desenvolvimento de pesquisas, estudos, literaturas específicas e técnicas, que visam o aperfeiçoamento dos tipos de operação, eficiência dos equipamentos, no propósito, também, de reduzir os custos operacionais. Conforme alguns autores e periódicos (GOES FILHO, 2004; SOARES, 2006), pode-se diferenciar, como fundamentais e mais usuais técnicas, os seguintes processos de dragagem: Processos Mecânicos de Dragagem; Processos Hidráulicos de Dragagem; Processos Pneumáticos de Dragagem. 4.1 PROCESSOS MECÂNICOS DE DRAGAGEM Os equipamentos mecânicos de dragagem atuam na remoção de areia, cascalho e sedimentos muito coesivos, como turfa, argila e silte altamente consistente, através da aplicação direta de uma força mecânica para escavar o material do fundo marinho. O material escavado (dragado), geralmente, é transportado para barcas ou barcaças acostadas

22 12 a contrabordo das dragas, para serem posteriormente lançados até a área de deposição prevista no projeto. As dragas mecânicas podem ser propelidas ou não. As não propelidas são denominadas dragas estacionárias. Os equipamentos de dragagem que utilizam este processo são classificados nas seguintes categorias: Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba (Grab or Clamshell Dredges); Escavadeiras Frontais (Dipper Dredges) ou Retroescavadeiras (Hoes); Pás de arrasto (Draglines); Dragas de Alcatruzes (Bucket Dredges). Dredges) Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba (Grab or Clamshell A caçamba de mandíbulas é a draga mais comumente utilizada no mundo, especialmente na América do Norte e no Extremo Oriente. Possui um guindaste rotativo, dotado de uma caçamba, que é engastado sobre um pontão flutuante. A operação da caçamba é controlada através de piston hidráulico situado na cabine de comando do equipamento. As estruturas verticais fixadas sobre o pontão flutuante (charutos ou estacas) têm como função dar apoio durante o ato da escavação. A draga de caçamba é bastante versátil, uma vez que existem diversos tipos de caçambas, ou seja, para cada atividade programada há uma caçamba específica. Podem realizar trabalhos em portos, onde haja dificuldade de acesso para as embarcações, além da retirada de depósitos de areias e cascalho de poços profundos e remoção de lama das baías.

23 13 A Figura 4.1 ilustra a configuração de uma draga de caçamba. FIGURA Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba (Grab or Clamshell dredges) Fonte: acessado em 20/10/ Escavadeiras frontais (Dipper Dredges) ou Retroescavadeiras (Hoes) As escavadeiras frontais e as retroescavadeiras se diferenciam quanto ao método de trabalho exercido. Enquanto a escavadeira frontal (FIGURA 4.2) empurra o material do solo marinho no sentido contrário da posição da draga, a retroescavadeira (FIGURA 4.3) puxa a caçamba no sentido da draga. As retroescavadeiras são as mais utilizadas. Ambas as dragas, através da cabine de comando do equipamento são acionadas hidraulicamente. A profundidade de dragagem é limitada à cerca de quinze metros, podendo alcançar um máximo de vinte e cinco metros.

24 14 FIGURA Escavadeira Frontal Fonte: acessado em 20/10/2010 FIGURA Retroescavadeira Fonte: acessado em 20/10/2010

25 Pás de arrasto (Draglines) A dragline é uma ferramenta básica de escavação usada em muitas atividades de mineração de superfície, construção de diques, limpeza de canais e barragens, etc. A configuração estrutural de uma dragline consiste em uma caçamba de aço presa a um guindaste movente. A pá é lançada em direção ao solo, por movimento circular do guindaste, subtraindo-o. O material subtraído do solo é içado em direção ao guindaste, e depositado, normalmente, em caminhões (ulterior utilização em outras atividades) ou em áreas adjacentes a esta escavação. FIGURA Dragline removendo solo marinho e fazendo deposição do material escavado em zona adjacente a operação Fonte: acessado em 20/10/2010

26 Dragas de Alcatruzes (Bucket Dredges) A draga de alcatruzes (FIGURA 4.5) é capaz de operar continuamente na remoção do material do fundo aquático. E isto, se dá, devido à presença do rosário ou caçamba de alcatruzes, responsável pela escavação do fundo e lançamento destes sedimentos em batelões lameiros acostados a contrabordo da draga. A dragagem ocorre de forma contínua e se pode controlar com precisão a profundidade a que se escava, tornando esta muito mais eficiente em relação às outras dragas mecânicas. No entanto, as dragas de alcatruzes são muito caras, não são apropriadas para o trabalho em águas rasas e ocupam uma considerável área de atuação, dificultando ou impossibilitando sua ação em pequenas zonas. FIGURA Perfil esquemático da draga de alcatruzes e as caçambas do rosário dragando o solo marinho. Fonte: SOARES,2006

27 PROCESSOS HIDRÁULICOS DE DRAGAGEM A ferramenta principal, utilizada nos equipamentos hidráulicos, são as bombas de dragagem, que apresentam diversas funções e caracterizam este processo. As bombas de dragagem fazem a sucção e o recalque de parte do solo aspirado, que pode ser triturado tanto por ação mecânica do desagregador, quanto por ação hidráulica, devido ao contato com fortes jatos d água. Os principais equipamentos utilizados neste processo são: Dragas Autotransportadoras de Arrasto ou AT (Hopper Trailing Suction Dredges); Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador ou SR (Cutter Suction Dredges). De acordo com Goes Filho (2004), as dragas de sucção e recalque bombeiam a mistura água mais material sólido (material escavado) para tubulações flutuantes a distâncias compatíveis com a potência dos equipamentos. Já as dragas autotransportadoras possuem a alternativa de bombear a mistura para cisternas localizadas na própria draga ou recalcar os sedimentos em tubulações. Tem-se, ainda, a opção de bombear o produto da dragagem para batelões acostados a contrabordo da embarcação. As dragas hidráulicas quando comparadas com as dragas mecânicas, mostram-se mais eficientes e com maior capacidade de rendimento operacional, já que são elaboradas com tecnologias mais recentes.

28 Dragas Autotransportadoras de Arrasto (AT) Uma draga de sucção autotransportadora de arrasto hopper trailing suction dredge é uma embarcação com propulsão própria, utilizada para operações em áreas tanto desabrigadas, como em áreas portuárias. Equipadas com: tanques de fundo móvel (cisterna), responsável pelo armazenamento do material removido do fundo do corpo hídrico, bombas hidráulicas presentes no tubo de sucção aspiram o solo a ser subtraído -, e uma boca de dragagem (drag head), que varia de acordo com o material presente na composição do solo marinho que será dragado. As autotransportadoras podem ainda apresentar alguns outros dispositivos, como (GOES FILHO, 2004): Hélices transversais na proa (bow thrusts), garantindo alto grau de manobrabilidade. Compensador de onda (swell compensator), responsável por manter constante a tensão nos cabos que dão suporte aos tubos de sucção. Permite o prosseguimento das operações, mesmo em áreas com determinados graus de ondulação.

29 19 A Figura 4.6 mostra o perfil esquemático de uma draga AT. FIGURA Esquema operacional de uma draga autotransportadora Fonte: SOARES, 2006 Grande quantidade de água é aspirada juntamente com o sedimento do fundo. Tendo em vista, uma maior eficiência da atividade das ATs, as cisternas possuem em sua parte superior dois vertedores, cuja função é a eliminação de material leve e o excesso de água, proporcionando o armazenamento de material sedimentado (mais denso), que gradualmente é decantado no fundo da cisterna. Após o enchimento da cisterna com um volume adequado de material sedimentado, os tubos de sucção da draga são erguidos, para em seguida ocorrer à descarga do material.

30 20 A Figura 4.7 ilustra o enchimento da cisterna. FIGURA Ilustração das seções transversal e longitudinal da cisterna de uma draga AT, demonstrando fase de enchimento. Fonte: GOES FILHO, 2004 O despejo do material dragado poderá ser realizado através do bombeamento deste para batelões acostados ao casco das ATs ou esvaziando as cisternas, no local previsto para o descarregamento, com a abertura das portas de fundo (válvulas de formato cônico), que são manipuladas da cabine de comando das ATs Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador (SR) A draga de sucção e recalque com desagregador mecânico cutter suction dredge é uma embarcação estacionária, ou seja, não propelida, dotada de um desagregador mecânico instalado na extremidade da lança de dragagem junto ao tubo de sucção. O desagregador mecânico é equipado com lâminas que desagregam o material consolidado, permitindo a aspiração deste para o interior do tubo de sucção.

31 21 O movimento da draga traça a trajetória de um arco, através da utilização de charutos (encontrados a ré da draga), lanças e âncoras de arinque e âncora de fundeio. Os charutos, durante a operação das dragas, funcionam sempre alternadamente. Enquanto um é estacado ao fundo, o outro fica suspenso. A Figura 4.8 mostra o perfil esquemático de uma draga SR. FIGURA Esquema operacional de uma draga de sucção e recalque com desagregador mecânico acoplado na ponta da lança de dragagem Fonte: SOARES, PROCESSOS PNEUMÁTICOS DE DRAGAGEM O equipamento utilizado neste processo é a draga pneumática, que utiliza um método conhecido como Air-lift, cuja função é promover a aspiração do material dragado por ar comprimido.

32 22 As dragas pneumáticas não provocam a dispersão acentuada de sedimentos na lâmina d água durante sua operação, uma vez que não há a presença de cortes no solo por meios mecânicos. Desta forma, as dragas pneumáticas são vistas como as que menos poluem o meio ambiente. São empregadas em atividades de recuperação ambiental (retirada de produtos químicos insolúveis, ou pouco solúveis em água, e mais pesados que a água, como, por exemplo, tetracloreto de carbono e dissulfeto de carbono). Uma característica vantajosa da dragagem pneumática em relação à hidráulica é quanto a não limitação da operação, pela profundidade a ser percorrida para a realização da aspiração do solo. A Figura 4.9 apresenta o perfil esquemático de uma draga pneumática. FIGURA Esquema operacional de uma draga pneumática Fonte: SOARES, 2006

33 23 CAPÍTULO 5 A SELEÇÃO DOS EQUIPAMENTOS Ao selecionar tecnologias ou a combinação de tecnologias adequadas à dragagem, o engenheiro responsável pelo projeto deve considerar as características do local onde será realizada a operação, tais como: geografia, hidrologia, geologia, ecologia, industrialização, urbanização e tipos de carga. Os principais fatores que deverão ser analisados para a seleção dos equipamentos são (GOES FILHO, 1979): As características físicas do material que será dragado; O volume do material a ser dragado; As profundidades de dragagem; Distâncias entre os pontos da realização da dragagem e da disposição final do material dragado; As condições ambientais das áreas onde ocorrerá a dragagem e a disposição final do material dragado; O nível de contaminação detectado nos sedimentos proveniente da dragagem; Os métodos que serão utilizados na disposição dos sedimentos dragados; Os tipos de dragas disponíveis para operação.

34 24 Não só as profundidades presentes na zona de dragagem que impulsionarão a escolha direta do equipamento, mas também as condições de abrigo destas dragas, como, por exemplo, as dragas estacionárias, que se operando em um elevado grau de agitação do nível d água, poderão ter seu charuto de fixação lesionado, acarretando assim, numa redução de rendimento operacional. Deve ser levado em consideração, também, o acesso da draga à zona onde ocorrerá a operação, tendo em vista, que em alguns casos há a necessidade de remoção de obstáculos (troncos, árvores caídas, galhos semi-enterrados no leito, etc.) e detritos, viabilizando, desta forma, condições adequadas para a operação da draga. Cada draga possui, usualmente, um emprego em relação ao tipo de serviço que será executado. Todavia, é importante a experiência do projetista ao realizar determinada escolha, já que cada obra apresenta peculiaridades distintas. É primordial que se efetue um estudo do local que será dragado, para saber a composição do solo, os contaminantes presentes neste corpo d água, obstáculos que dificultarão o acesso da draga ao local, dentre outros. Abaixo, o Quadro 5.1 traz os equipamentos mais comumente empregados, e seus respectivos símbolos, enquanto a Tabela 5.2 faz um paralelo entre equipamentos indicados e tipos de serviços relacionados. QUADRO EQUIPAMENTOS E SEUS RESPECTIVOS SÍMBOLOS Fonte: GOES FILHO, 2004

35 25 TABELA PARALELO ENTRE SERVIÇOS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Fonte: GOES FILHO, 2004

36 26 CAPÍTULO 6 ASPECTOS AMBIENTAIS É notório, que a dragagem tem seus devidos efeitos sobre o meio ambiente, como, por exemplo, criação de novas terras (construção de aterros) e mudança não só física, mas também química e biológica de canais de acesso e outras vias navegáveis. O habitat natural, de diversas espécies marinhas, irá ser modificado. Todavia, essas mudanças, com o advento de certas tecnologias, não acarretarão em uma perturbação negativa do meio a longo prazo. Como exemplo, podem ser citadas as tecnologias de confinamento de material contaminado e utilização de DGPS somado a uma dragagem de alta precisão, onde camadas muito finas do solo são aspiradas, gerando mínimas as quantidades de perturbação e os materiais dispostos livremente na lâmina d água. Os potenciais efeitos ambientais da dragagem são, em geral, ocasionados como resultado das próprias operações da dragagem em si, ou em conseqüência da destinação dos sedimentos dragados, que assumem, então, restrições quanto ao uso e sua disposição. É necessário antes da realização de qualquer tipo de operação de dragagem, um estudo aprofundado da região, visando estabelecer os habitats que serão perturbados, a constituição do material que será dragado e os possíveis contaminantes, que poderão estar dispersos nas águas ou agregados aos sedimentos aspirados pela draga. Desta forma, poder-se-á fazer uma análise mais precisa a respeito de que tipos de impactos poderão ser ocasionados e, também, quais tipos de disposições poderão ser realizados com os sedimentos da dragagem. O material dragado, no Brasil, para a disposição em terra será classificado de acordo com os parâmetros estabelecidos para solos, pela norma da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB). Em se tratando de disposição em águas jurisdicionais brasileiras, tal orientação será limitada pela Resolução CONAMA n o 344/2004.

37 CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL DRAGADO Monteiro (2006) relatou que o material dragado é composto, predominantemente, de partículas minerais que variam em areia grossa a fina, silte e argila. Além de possuir outros tipos de materiais, como pedra, madeira, pedaços de metais e vidros, e também grandes quantidades de água e matéria orgânica. Em relação à constituição dos materiais dragados, as frações argílica e orgânica são as mais relevantes. A fração argílica é constituída de sedimentos muito finos, conservando-se em um maior intervalo de tempo na coluna d água. São, com facilidade, carregados por ondas e/ou marés, mesmo estas sendo de intensidades baixas. Por esse motivo, são passíveis de se disseminarem, mais facilmente, para fora da área prevista de disposição, originando, por conseguinte, um aumento da região que será impactada. A fração orgânica é sintetizada a partir da união de substâncias originadas de resíduos de animais e vegetais, em associação com o solo e substâncias provenientes de processos físicos, químicos e biológicos nesses resíduos. A fração orgânica do solo pode alterar o seu comportamento físico e químico, influenciando, tão logo, na disposição do material dragado no meio aquático. E isto se dá, uma vez que a matéria orgânica, apesar de elevar sua capacidade de retenção de espécies químicas, diminui, em contrapartida, a resistência do solo. Desta forma, o tempo necessário para que haja a consolidação dos sedimentos orgânicos é aumentada e, consequentemente, os sedimentos mais finos ainda não agregado/consolidados acabam sendo ressuspendidos e impactam o corpo hídrico. Os sedimentos mais leves estão mais vulneráveis a sofrerem ações de eventos hidrodinâmicos, permanecendo, assim, mais tempo suspensos na coluna d água e sofrendo

38 28 maiores processos de interação com o meio; enquanto os sedimentos mais grosseiros e mais pesados necessitam de ações de uma magnitude maior para serem movimentados. A capacidade de adsorção 3 e dessorção de íons, óleos e graxas e pesticidas do material é determinada pelo tamanho do grão e a quantidade de matéria orgânica do sedimento. O predomínio de silte e argila com um alto teor de matéria orgânica proporcionam a absorção de quantidades maiores de nutrientes e outros constituintes (MONTEIRO, 2006). 6.2 CONTAMINANTES NO MATERIAL DRAGADO A presença de contaminantes, em material para posterior deposição, nem sempre impactará o local onde será confinado, seja em água ou em terra, já que estes contaminantes podem estar imóveis, ou seja, em uma forma inativa e não prejudicial ao meio ambiente. A contaminação de um determinado meio é ocasionada por substâncias tóxicas, sendo contaminantes orgânicos ou inorgânicos. As propriedades do solo são influenciadas de acordo com as características dos contaminantes. A definição da técnica mais apropriada para o manejo do material dragado contaminado consiste em analisar a classificação do contaminante, conforme suas características; além da observação das condições do local contaminado e ao grau de contaminação. (MONTEIRO, 2006). Os principais contaminantes encontrados nos sedimentos são (BRANNON,1978): compostos orgânicos, metais pesados e os nutrientes nitrogênio e fósforo. 3 Adesão de moléculas de um fluido (o adsorvido) a uma superfície sólida (o adsorvente). O grau de adsorção depende da temperatura, da pressão e da área da superfície.

39 29 A Tabela 6.1 demonstra a relação entre os metais pesados, toxicidade e suas fontes antropogênicas 4. TABELA ALGUNS DOS PRINCIPAIS METAIS PESADOS, TOXICIDADE E FONTES ANTROPOGÊNICAS Fonte: CASTIGLIA, 2006 Os poluentes metálicos, em geral, estão associados a dejetos industriais e urbanos, que liberam partículas sólidas que ficam em suspensão, ou como metais dissolvidos provenientes de práticas agrícolas e atividades industriais. (CASTIGLIA, 2006). 6.3 IMPACTOS AMBIENTAIS DIRETOS E INDIRETOS DA DRAGAGEM Os impactos ambientais diretos da dragagem podem ser entendidos, como sendo aqueles que afetam, significativamente, os habitats e organismos de determinada localidade, uma vez que os distúrbios físicos em junção com a remoção e realocação de 4 Antropogenia é o termo dado às coisas originadas pelo homem.

40 30 sedimentos, acarretam em uma elevada mortalidade destes organismos, seja por asfixia, devido ao alto poder de sucção das dragas autotransportadoras e dragas de sucção e recalque, seja por ferimentos provenientes pela ação mecânica durante a operação de dragagem. Os impactos ambientais indiretos da dragagem são caracterizados pela alteração na qualidade da água. E isto se dá, quando os sedimentos presentes no leito do corpo hídrico são ressuspendidos e, então, remobilizam nutrientes e contaminantes, e consequentemente modificam a qualidade da água e as propriedades físicas, químicas e biológicas da área. A seleção dos métodos de dragagem e o de parâmetros essenciais no processo de planejamento são estabelecidos, a partir das seguintes análises (Bray et al., 1997): Avaliação metereológica para definir os padrões de vento, tanto no local onde será realizada a dragagem, quanto no posterior local de despejo do material dragado; e a incidência de outros fatores possíveis de afetarem as operações, sendo eles: fortes chuvas e nevoeiros; Avaliações hidrológicas, visando à realização de medições de marés, ondas e correntes, e também, definir a forma do leito do canal a ser dragado, assim como do sítio de despejo; Estudos geológicos e geotécnicos, para caracterizar a natureza dos sedimentos que serão dragados, de alguma forma usados, descartados ou até mesmo confinados em cápsulas apropriadas; Observações ambientais, identificando os potenciais riscos não só durante a execução da operação, mas também em sua conclusão. Através das informações obtidas poderem estabelecer meios para possíveis comparações de atividades correlatas;

41 31 Uma avaliação de todas as atividades empregadas, buscando estabelecer restrições operacionais, estatuárias e legais, as quais podem interferir na dinâmica do trabalho. De acordo com Davis et. al. (1990) e Bray et. al (1997), estes impactos podem ser divididos nas seguintes categorias: Dispersão e deposição de sedimentos ressuspendidos; Resultados da operação batimétrica; Efeitos de mudanças na configuração de linha da costa; Perda de habitats de fundo e recursos pesqueiros; Ruído gerado pelas dragas em operação Dispersão e deposição de sedimentos ressuspendidos Uma grande quantidade de impactos ambientais pode ser ocasionada, devido ao corte do solo marinho e desagregação de seus sedimentos. E, é no início da escavação e durante a transferência do material dragado para sua zona de deposição, onde ocorre, principalmente, a ressuspensão destes sedimentos. A contaminação e a mortalidade de espécies marinhas de grande importância para diversas atividades, sendo uma delas, a pesqueira, acontecem da seguinte forma: sedimentos de fundo agregados com contaminantes (compostos químicos, resíduos domésticos, rejeitos industriais e óleos) são ativados assim que o leito aquático é perturbado pela ação das dragas e em seguida, os contaminantes citados migram para a

42 32 coluna d água ora se dissolvendo, ou permanecendo em suspensão. É importante salientar que os contaminantes em suspensão afetam o meio aquático de acordo com o tempo em que são capazes de permanecerem livres na coluna d água, ou seja, quando suspensos em um curto intervalo de tempo consomem o oxigênio disponível na água, causando estresse para os seres daquela biota 5. Porém, se os contaminantes permanecerem um longo tempo e em altas concentrações dispersos naquele local, em geral, relacionado com o tempo destinado a atividade da dragagem, isto acarretará na pouca penetrabilidade de luz no corpo d água, danificando, de forma premente, organismos que necessitam de luz para realizar a fotossíntese (algas fotossintetizantes, plantas e outros organismos aquáticos) Resultados da alteração batimétrica A batimetria é a medição dos lagos, rios e oceanos. E, o aprofundamento destes podem alterar os padrões de corrente e da ação do escoamento, ou seja, a velocidade e direção de fluxo oriundos destes corpos d água. Tais aprofundamentos, quando feitos erroneamente, sem um prévio estudo e modelagem hidrográfica da área, podem ocasionar a ocorrência de fluxos de corrente fortes e turbulentos. Logo, a segurança quanto à navegabilidade (manobras) das embarcações, que trafegam pela área dragada, é afetada, além de provocar distúrbios nas atividades pesqueiras, de grande importância para determinadas regiões. organismos. 5 É o conjunto de seres vivos de um ecossistema, incluindo flora, fauna, fungos e outros grupos de

43 Efeitos de mudanças na configuração de linha da costa As mudanças na configuração da linha da costa ocorrem a partir da alteração da batimetria trazida pela dragagem, ou seja, através do aprofundamento e/ou alargamento dos corpos aquáticos. Isto significa, que com a modificação da velocidade e direção de fluxo destes corpos aquáticos, a intensificação na atividade de ondas sobre a costa favorece um aumento no transporte de sedimentos litorâneos, acumulo de sedimentos, formação de bancos, e, por conseguinte, a um acelerado processo de erosão Perda de habitats de fundo e recursos pesqueiros A perda de habitats de fundo acontece durante a dragagem de importantes substratos moles, que são responsáveis por agregarem uma variedade de organismos bentônicos 6. Terminada as operações de dragagem e assim as perturbações oriundas destas atividades, os substratos livres serão recolonizados por outros organismos bentônicos. A partir desta recolonização, a nova população poderá ser diferente da pré-existente, uma vez que determinados fatores influem nesta condição, sendo eles: tempo (podendo variar de alguns dias a anos), tipo de substrato, alterações do habitat natural e condições ambientais e dinâmicas do local. Tendo em vista, que o habitat será modificado, é notório que ocorrerá a morte ou a migração de vários organismos para outra biota, e assim, alterando os recursos pesqueiros daquela região, que não estará mais limitada àquele tipo de peixes ou crustáceos. 6 Em biologia marinha, são os organismos que vivem nos substratos, fixos ou não.

44 Ruído gerado pelas dragas em operação Qualquer equipamento mecânico tem como uma de suas características mais marcantes o ruído gerado. Todavia, grande parte das atividades de dragagem, geralmente, é silenciosa, quando se comparando a outras atividades de construção. Entretanto, ao ter que subtrair solos muitos coesos, alguns tipos de dragas produzem ruídos muito fortes e há a necessidade de utilização de explosivos, compressores e brocas robustas para a quebra das rochas. Os inconvenientes com o barulho são mais significantes no período da noite, quando os níveis de ruídos ambientais são bem menores. 6.4 IMPACTOS GERADOS PELO MANEJO DO MATERIAL DRAGADO A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA), em conjunto com o corpo de Engenheiros do Exército Americano (USACE), vem aprofundando pesquisas a respeito do manejo do material dragado e de suas consequências para o meio ambiente. Um relatório técnico (USEPA, 1992) realizado por esta agência define três alternativas principais de manejo do material dragado, sendo: Despejo direto no rio; Despejo confinado; Alternativas de uso benéfico, como a restauração de habitats (lagoas, mangues, pântanos e ilhas), reconstrução e acréscimo de praias (fluviais e marítimas), agricultura e construções que necessitem de aterros, dentre outros.

45 35 Contudo, de acordo com Davis et al. (1990), as técnicas de manejo de material dragado podem ser divididas em seis categorias: 1. Opta-se pela não execução da operação de dragagem, reduzindo os impactos ambientais e não havendo a necessidade do despejo de qualquer tipo de material; 2. Despeja-se em mar aberto, com e sem retenção; 3. Despeja-se em área litorânea, confinado e não confinado; 4. Despeja-se em terra, confinado e não confinado; 5. Trata-se dos sedimentos confinados, através de apropriadas técnicas de tratamento de materiais com certo grau de periculosidade; 6. Uso de uma combinação dos pontos 2 a 5. A partir de revisão da literatura existente, quanto aos impactos provenientes do manejo do material dragado, destacam-se os seguintes pontos para um melhor entendimento dos processos: Despejo em mar aberto ou nas margens; Despejo em terra; Formação de praias ribeirinhas.

46 Despejo em mar aberto ou nas margens Apesar de ecologicamente discutível, esse tipo de despejo é o mais utilizado, já que não é tão oneroso, quando comparado aos outros métodos existentes. O despejo em mar requer uma análise das zonas de altas e baixas energias, ou seja, a incidência de ondas e correntes, uma vez que tais fatores são responsáveis pelo deslocamento dos sedimentos que deverão estar depositados no leito aquático. Em águas profundas, após a plataforma continental, o material depositado permanecerá no mesmo local, e assim não será capaz de oferecer riscos para o ambiente marinho em questão. Já, a região, que compreende a plataforma continental e a região costeira, apresenta alta energia, caracterizada por grandes incidências de ondas e correntes, apresentando elevado potencial para a agitação e deslocamento de sedimentos. Em zonas de canais, rios, lagos, estuários e baías o grau de energia é semelhante àquele da região costeira. Mas, com a ressalva da influência de correntes de maré. Os impactos provocados por este tipo de despejo são: Alteração na qualidade da água, em se tratando de sua composição química; Toxicidade na coluna d água, provocando desequilíbrios biológicos; Impactos sobre organismos bentônicos, ou através da asfixia, ou por bioacumulação de contaminantes encontrados no sedimento; Parte da biota é prejudicada, devido à associação de certos organismos com os bêntons contaminados.

47 37 A Figura 6.2 demonstra um esquema de capeamento realizado para proteger o meio ambiente marinho de possíveis contaminações, enquanto a Figura 6.3 apresenta seis métodos de disposição e manejo do material dragado. FIGURA Esquema de capeamento de sedimento contaminado Fonte: CASTIGLIA,2006

48 38 FIGURA Alguns métodos de disposição em corpos aquáticos. (1) Material dragado não confinado; (2) Disposição com contenção lateral (retido em diques); (3) Disposição em cavas; (4) Material dragado confinado, através de capeamento com sedimento limpo; (5) Disposição confinada pela retenção em dique e capeamento; (6) Disposição confinada em cavas. Fonte: CASTIGLIA, 2006

49 Despejo em terra O despejo em terra de sedimentos oriundos da dragagem pode ser efetuado de duas formas distintas, sendo uma o confinamento deste material e a outra o não confinamento. O material é confinado, ou seja, retido em diques de contenção, para que se possa realizar em prazos estabelecidos o manejo e monitoramento do material contaminado. Técnica mais recente vista na maior dragagem de material contaminado no mundo, realizada no fundo do canal da Ilha do Fundão, utiliza em materiais contaminados um processo de separação por areia, e posteriormente colocam este material em cápsulas de geotextil, que serão enterrados logo após um tratamento de impermeabilização do solo. Tanto para o despejo não confinado, quanto para o confinado, alguns importantes aspectos precisam ser observados (TORRES, 2000): A contaminação do lençol freático (água subterrânea); O odor provocado pela deposição de material lamítico e decomposição de matéria orgânica; Impacto visual; Destruição de fauna, flora e da localidade onde o material é depositado Formação de praias ribeirinhas As praias ribeirinhas, por sofrerem de relativos problemas de erosão, são mantidas através do incremento de areia dragada de canais, rios, sítios da zona costeira e demais

50 40 corpos aquáticos. Esta areia dragada é deslocada por caminhões, pela tubulação das dragas hidráulicas, ou através das dragas autotransportadoras até as praias ribeirinhas erodidas. Todavia, este tipo de operação acarreta em alterações na topografia e batimetria e no extermínio de algumas comunidades bentônicas da região, onde o sedimento será depositado. Mas, caso a operação seja bem analisada e efetuada, estes efeitos negativos podem ser minimizados. Os custos referentes ao processo de acreção de praia referem-se, principalmente, ao transporte do material e técnicas de manejo e despejo do mesmo. Estes custos podem variar de aproximadamente US$ 5,00, até cerca de US$ 20,00 por metro cúbico (USEPA, 1999).

51 41 CAPÍTULO 7 CONCLUSÃO Inferi-se a partir do presente trabalho, que a dragagem não é apenas uma ferramenta utilizada para expandir os corpos aquáticos e garantir uma maior navegabilidade e segurança para as embarcações, mas também de modificar estruturas encontradas no meio ambiente, adequando-as a um mundo que evolui cada vez mais depressa. Um mundo, onde o transporte marítimo é responsável pelo deslocamento, aproximado, de noventa por cento das mercadorias mundialmente comercializadas. Outrossim, é importante ressaltar que com o passar dos anos, novas tecnologias vão sendo incorporadas nas operações de dragagem, permitindo desta forma, o aparecimento de técnicas e equipamentos cada vez mais modernos e complexos; além de literaturas específicas, que contribuem, significativamente, com as posteriores operações. As operações de dragagem apesar de contribuírem com a dinâmica do desenvolvimento gerado pelo impulsionamento econômico, ou seja, moldando e construindo portos, canais e vias de acesso, acarretam ao meio ambiente uma série de impactos, indo de pequenas perturbações nos corpos d água, até ao extermínio de grandes biotas, nos locais onde está se efetuando determinada operação de dragagem. Desta forma, faz-se imprescindível à realização de análises, estudos e pesquisas das áreas que se deseja modificar com o auxílio das dragas; não esquecendo de considerar a experiência dos profissionais envolvidos no processo e da comparação de resultados obtidos com as devidas literaturas técnicas. O aumento do conhecimento a respeito do comportamento dos contaminantes e composição dos sedimentos é conseguido, quando há o monitoramento destes. Faz-se essencial à classificação dos materiais que serão dragados, em função de seu impacto sobre o meio ambiente, ou seja, essas informações permitirão que se estabeleça o limiar dos impactos, podendo de alguma forma, minimizar seus efeitos e favorecendo na realização de futuros projetos.